【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及芯片封装，具体涉及一种用于散热的封装结构及其制备方法。
技术介绍
1、随着2.5d封装技术的发展，芯片的集成度越来越高。由于高密度晶体管芯片的散热问题限制了芯片的最大工作频率，降低了芯片的使用寿命，因此，高密度芯片的散热逐渐成为一个日益严重的问题。
2、当前相关的封装散热方式主要包含贴散热盖或散热翅片、风扇散热、液冷散热等。其中，散热盖和散热翅片的散热效率低，而风扇散热和液冷散热的效率则需要外加驱动装置。传统的散热方式主要具有效率低、体积大、功耗高、噪音等缺点，因此，一种高效的、低功耗的散热方式成为当前芯片发展过程中亟需解决的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种用于散热的封装结构及其制备方法，以解决当前散热效率低、散热功耗高等问题。
2、第一方面，本专利技术提供了一种用于散热的封装结构，其特征在于，结构包括：
3、硅基转接板；第一硅通孔，设置于硅基转接板中；第一导体，填充于第一硅通孔中；第二硅通孔，与第一硅通孔间隔设置于硅基转接板中；第二导体，填充于第二硅通孔中；第三硅通孔，与第一硅通孔和第二硅通孔间隔设置于硅基转接板中；第一掺杂半导体，填充于第三硅通孔中；第四硅通孔，与第一硅通孔、第二硅通孔和第三硅通孔间隔设置于硅基转接板中；第二掺杂半导体，填充于第四硅通孔中；第一导体的第一端与第一掺杂半导体的第一端电连接，第一掺杂半导体的第二端与第二掺杂半导体的第二端电连接，第二掺杂半导体的第一端与第二导体的第一端电连接，第
4、本实施例提供的用于散热的封装结构，在硅基转接板中间隔设置了第一导体、第二导体、第一掺杂半导体和第二掺杂半导体，通过有序电连接，形成了由第一掺杂半导体和第二掺杂半导体组合的热电偶，通过将第一导体和第二导体分别与热电偶电连接，形成了完整的具有自动散热功能的电路结构；本实施例提供的用于散热的封装结构不需要安装驱动装置，且达到了提高散热效率，降低散热功耗的目的。
5、在一种可选的实施方式中，结构还包括：第一绝缘层、第二绝缘层、第三绝缘层和第四绝缘层；
6、第一绝缘层，设置于第一硅通孔和第一导体之间，第一绝缘层的第一表面与第一硅通孔的内壁接触，第一绝缘层的第二表面与第一导体的侧面接触；第二绝缘层，设置于第二硅通孔和第二导体之间，第二绝缘层的第一表面与第二硅通孔的内壁接触，第一绝缘层的第二表面与第二导体的侧面接触；第三绝缘层，设置于第三硅通孔和第一掺杂半导体之间，第三绝缘层的第一表面与第三硅通孔的内壁接触，第三绝缘层的第二表面与第一掺杂半导体的侧面接触；第四绝缘层，设置于第四硅通孔和第二掺杂半导体之间，第四绝缘层的第一表面与第四硅通孔的内壁接触，第四绝缘层的第二表面与第二掺杂半导体的侧面接触。
7、本实施例提供的用于散热的封装结构，通过设置第一绝缘层、第二绝缘层、第三绝缘层和第四绝缘层，可以隔离硅基转接板和导体或半导体材料之间的电荷，避免电流和电荷的交互作用，从而保证半导体器件的性能和可靠性。
8、在一种可选的实施方式中，第一绝缘层、第二绝缘层、第三绝缘层和第四绝缘层采用的材料相同或不同，第一绝缘层的材料采用氧化硅、氮化硅和高分子聚合物中的一种或多种。
9、在一种可选的实施方式中，第一绝缘层的厚度为5-100纳米。
10、在一种可选的实施方式中，第三硅通孔间隔设置于第一硅通孔和第二硅通孔之间，第四硅通孔间隔设置于第三硅通孔和第二硅通孔之间。
11、在一种可选的实施方式中，第三硅通孔和第四硅通孔的数量相同，第三硅通孔包括一个或多个。
12、在一种可选的实施方式中，电连接方式采用重布线层工艺实现。
13、在一种可选的实施方式中，第一掺杂半导体的导电类型为p型，第二掺杂半导体的导电类型为n型。
14、在一种可选的实施方式中，第一导体和/或第二导体采用铜材料。
15、第二方面，本专利技术提供了一种用于散热的封装结构的制备方法，方法用于制备如
技术实现思路
第一方面任一实施例的用于散热的封装结构，方法包括：
16、提供硅基转接板；在硅基转接板中刻蚀第一腔体，并在硅基转接板的第一表面沉积预设厚度的第一绝缘层；在由第一绝缘层形成的腔体中沉积第一掺杂半导体，使第一掺杂半导体的第一端与硅基转接板的第一表面齐平；在硅基转接板中间隔刻蚀第二腔体，并在第二腔体内壁沉积预设厚度的第二绝缘层；在由第二绝缘层形成的腔体中沉积第二掺杂半导体，使第二掺杂半导体的第一端与硅基转接板的第一表面齐平；在第一掺杂半导体远离第二掺杂半导体的一侧刻蚀第三腔体，在第二掺杂半导体远离第一掺杂半导体的一侧刻蚀第四腔体；在第三腔体的内壁沉积预设厚度的第三绝缘层，在第四腔体的内壁沉积第四绝缘层；分别在由第三绝缘层形成的腔体内填充导电材料形成第一导体，在由第四绝缘层形成的腔体内填充导电材料形成第二导体，使第一导体的第一端与第二导体的第一端均与硅基转接板的第一表面齐平；在第一导体的第一端与第一掺杂半导体的第一端之间布设重布线层以形成第一制冷面，在第二掺杂半导体的第一端与第二导体的第一端之间布设重布线层以形成第二制冷面；对硅基转接板的第二表面进行减薄处理，以暴露出第一掺杂半导体的第二端、第二掺杂半导体的第二端、第一导体的第二端和第二导体的第二端；在第一掺杂半导体的第二端与第二掺杂半导体的第二端之间布设重布线层以形成第一散热面，在第一导体的第二端布设重布线层以形成第一供电端，在第二导体的第二端布设重布线层以形成第二供电端，第一供电端与第二供电端连接。
17、本实施例提供的用于散热的封装结构的制备方法，使用硅深槽刻蚀和电化学沉积方法，将第一掺杂半导体和第二掺杂半导体集成到硅基转接板内，通过重布线层工艺实现了第一掺杂半导体和第二掺杂半导体的串联，形成了由第一掺杂半导体和第二掺杂半导体组成的热电偶，通过在第一导体的第二端和第二导体的第二端引出供电端，构成了完整的电路结构，以完成该结构的散热功能。集成的热电偶包含了第一制冷面、第二制冷面和第一散热面，其中第一制冷面和第二制冷面位于硅基转接板的第一表面(即芯片贴片面)，第一散热面位于硅基转接板的第二表面(即c4面)。当芯片温度过高时，通过硅基转接板中集成的热电偶在制冷面和散热面形成温差，将芯片热源面所产生热通过第一制冷面和第二制冷面传导至第一散热面，从而实现芯片的散热。同时，调节tec热电偶输入电流的大小，可以对散热进行控制，实现芯片的主动、可控散热。相对传统散热方法，本实施例提供的用于散热的封装结构可以实现主动、可控的散热，同时具有静音、功耗低、不增加封装体积的优点。
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1.一种用于散热的封装结构，其特征在于，所述结构包括：
2.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述结构还包括：第一绝缘层、第二绝缘层、第三绝缘层和第四绝缘层；
3.根据权利要求2所述的结构，其特征在于，所述第一绝缘层、所述第二绝缘层、所述第三绝缘层和所述第四绝缘层采用的材料相同或不同，所述第一绝缘层的材料采用氧化硅、氮化硅和高分子聚合物中的一种或多种。
4.根据权利要求2或3所述的结构，其特征在于，所述第一绝缘层的厚度为5-100纳米。
5.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述第三硅通孔间隔设置于所述第一硅通孔和所述第二硅通孔之间，所述第四硅通孔间隔设置于所述第三硅通孔和所述第二硅通孔之间。
6.根据权利要求1或5所述的结构，其特征在于，所述第三硅通孔和所述第四硅通孔的数量相同，所述第三硅通孔包括一个或多个。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的结构，其特征在于，所述电连接方式采用重布线层工艺实现。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的结构，其特征在于，所述第一掺杂半导体的导电类型为P型
9.根据权利要求1至3中任一项所述的结构，其特征在于，所述第一导体和/或所述第二导体采用铜材料。
10.一种用于散热的封装结构的制备方法，其特征在于，所述方法用于制备如权利要求1至9中任一项所述的用于散热的封装结构，所述方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种用于散热的封装结构，其特征在于，所述结构包括：
2.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述结构还包括：第一绝缘层、第二绝缘层、第三绝缘层和第四绝缘层；
3.根据权利要求2所述的结构，其特征在于，所述第一绝缘层、所述第二绝缘层、所述第三绝缘层和所述第四绝缘层采用的材料相同或不同，所述第一绝缘层的材料采用氧化硅、氮化硅和高分子聚合物中的一种或多种。
4.根据权利要求2或3所述的结构，其特征在于，所述第一绝缘层的厚度为5-100纳米。
5.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述第三硅通孔间隔设置于所述第一硅通孔和所述第二硅通孔之间，所述第四硅通孔间隔设置于所述第三硅通孔和所述第二...
【专利技术属性】
技术研发人员：皇前进，徐成，
申请(专利权)人：华进半导体封装先导技术研发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
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